Suhu dan Pengukurannya

Kalian tentunya pernah mandi menggunakan air hangat, bukan? Untuk mendapatkan air hangat tersebut kita mencampur air dingin dengan air panas. Ketika tangan kita menyentuh air yang dingin, maka kita mengatakan suhu air tersebut dingin. Ketika tangan kita menyentuh air yang panas maka kita katakan suhu air tersebut panas. Ukuran derajat panas dan dingin suatu benda tersebut dinyatakan dengan besaran suhu. Jadi, suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Termometer sebagai Alat Ukur Suhu
Suhu termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai berikut:

• raksa tidak membasahi dinding kaca,
• raksa merupakan penghantar panas yang baik,
• kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya,
• jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik didihnya 357ºC.

Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -114ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78ºC. Pada pembuatan termometer terlebih dahulu ditetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah. Titik tetap termometer tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih.

Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer.

1. Termometer Celcius. Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.
2. Termometer Reaumur. Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.
3. Termometer Fahrenheit. Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.
4. Termometer Kelvin. Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Perbandingan skala antara temometer Celcius, termometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit adalah:

C : R : F = 100 : 80 : 180
C : R : F = 5 : 4 : 9

Menentukan Skala Suatu Termometer
Kita dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam keadaan yang sama. Misalnya, kita akan menentukan skala termometer X dan Y. Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa. Termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer.

Dengan membandingkan perubahan suhu dan interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.


Keterangan:
Xa = titik tetap atas termometer X
Xb = titik tetap bawah termometer X
Tx = suhu pada termometer X
Ya = titik tetap atas termometer Y
Yb = titik tetap bawah termometer Y
Ty = suhu pada termometer Y



Latihan Yuk!!

1. Suatu benda diukur suhunya menggunakan termometer Reaumur, diperoleh hasil 50ºR. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer a) Celcius, b) Fahrenheit, c) Kelvin
2. Suhu es yang sedang melebur dan suhu air mendidih apabila diukur dengan termometer A masing-masing besarnya 10ºA. Suhu suatu benda diukur dengan termometer skala Celcius sebesar 50º C. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer A?

Pemuaian Zat

Kereta api merupakan alat transportasi darat yang relatif aman dan nyaman serta dapat mengangkut penumpang dalam jumlah yang banyak. Kereta berjalan di atas rel. Pada sambungan rel kereta api terdapat sebuah celah, Mengapa harus ada celah? Celah tersebut pada malam hari lebar, sedangkan siang hari menjadi sempit karena terkena sinar matahari.

Sebagian besar zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bila suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul-molekulnya akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah besar, akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas.

Pemuaian Zat Padat
Coba kamu amati bingkai kaca jendela di ruang kelasmu! Adakah bingkai jendela yang melengkung? Tahukah kamu apa sebabnya? Bingkai jendela tersebut melengkung tidak lain karena mengalami pemuaian. Pemuaian yang terjadi pada benda, sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Namun demikian, untuk mempermudah pemahaman maka pemuaian dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

1. Pemuaian Panjang
Pernahkah kamu mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang hari? Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.

Alat Musschenbroek

Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar
Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan
Keterangan:
L = Panjang akhir (m)
L0 = Panjang mula-mula (m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
α = Koefisien muai panjang (/ºC)
Δt = kenaikan suhu (ºC)

Beberapa Koefisien Muai Panjang Benda

2. Pemuaian Luas
Jika yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang. Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m^2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah
Keterangan:
A = Luas akhir (m2)
Δ0 = Pertambahan luas (m2)
A0 = Luas mula-mula (m2)
β = Koefisien muai luas zat (/º C)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)

Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

3. Pemuaian Volume
Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0 dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar
dimana

Keterangan:
V = Volume akhir (m^3)
V0 = Volume mula-mula (m^3)
ΔV = Pertambahan volume (m^3)
γ = Koefisien muai volume (/ºC)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)


Pemuaian Zat Cair
Pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.
Anomali Air
Khusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0º C sampai 4º C volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4ºC air mempunyai volume terendah. Hubungan volume dengan suhu pada air dapat digambarkan pada grafik berikut.
Pada suhu 4ºC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0ºC – 4ºC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4ºC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal yang sama juga terjadi pada bismuth dengan suhu yang berbeda. Lakukan kegiatan berikut untuk menyelidiki kecepatan pemuaian pada berbagai macam zat cair.


Pemuaian pada Gas
Mungkin kamu pernah menyaksikan mobil atau motor yang sedang melaju di jalan tiba-tiba bannya meletus?. Ban mobil tersebut meletus karena terjadi pemuaian udara atau gas di dalam ban. Pemuaian tersebut terjadi karena adanya kenaikan suhu udara di ban mobil akibat gesekan roda dengan aspal.

Pemuaian pada gas adalah pemuaian volume yang dirumuskan sebagai
γ adalah koefisien muai volume. Nilai γ sama untuk semua gas, yaitu 1/273 ºC^-1

Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu:
a. pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal),
b. pemuaian gas pada tekanan tetap (isobar), dan
c. pemuaian gas pada volume tetap (isokhorik).

1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)
Pernahkah kalian memompa ban dengan pompa manual. Apa yang kalian rasakan ketika baru pertama kali menekan pompa tersebut? Apa yang kalian rasakan ketika kalian menekannya lebih jauh? Awalnya mungkin terasa ringan. Namun, lama kelamaan menjadi berat. Hal ini karena ketika kita menekan pompa, itu berarti volume gas tersebut mengecil. Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle, yaitu gas di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap. Dirumuskan sebagai:
Keterangan:
P = tekanan gas (atm)
V = volume gas (L)

2. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap (Isobar)
Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Dalam bentuk persamaan dapat dituliskan sebagai:
Keterangan:
V = volume (L)
T = suhu (K)

3. Pemuaian Gas Pada Volume Tetap (Isokhorik)
Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Hukum Boyle-Gay Lussac dirumuskan sebagai
Dengan menggabungkan hukum boyle dan hukum Gay Lussac diperoleh persamaan
Keterangan:
P = tekanan (atm)
V = volume (L)
T = suhu (K)



Latihan Yuk!!

1. Batang logam panjangnya 300 cm dipanaskan dari 25ºC hingga 225ºC mengalami pertambahan panjang sebesar 0,6 cm. Berapa pertambahan batang logam yang sama dengan panjang 200 cm dan dipanaskan dari 20ºC hingga suhu 320ºC
2. Sekeping aluminium panjangnya 40 cm dan lebarnya 30 cm dipanaskan dari 40ºC sampai 140ºC. Jika koefisien muai panjang aluminium adalah 2,5 x 10^-5 /º C, berapakah luas keping aluminium setelah dipanaskan?
3. Besi berbentuk kubus pada suhu 20ºC memiliki panjang rusuk 10 cm. Kubus tersebut dipanaskan hingga suhu 220ºC. Berapa volume kubus pada suhu 220ºC jika koefisien muai panjang besi 1,2 x 10^5/ºC?
4. Jelaskan pengertian anomali air!
5. Apa yang dimaksud dengan titik tripel dan titik kritis?
6. Sebutkan tiga contoh pemanfaatan prinsip pemuaian zat cair dalam kehidupan sehari-hari!
7. Suatu gas suhunya 27ºC dipanaskan pada tekanan tetap. Berapa suhu gas tersebut saat volume gas menjadi 3 kali volume semula?
8. Gas di dalam ruang tertutup pada suhu 27ºC dan tekanan 2 atm memiliki volume 2,4 L. Berapa volume gas tersebut pada suhu 227ºC dan tekanan 3 atm?
9. Sejumlah gas dengan volume 4 L pada tekanan 1,5 atm dan suhunya 27ºC. Kemudian gas tersebut dipanaskan hingga suhunya 47ºC dan volumenya 3,2 L. Berapakah tekanan gas setelah dipanaskan?

Kalor

Definisi Kalor
Peristiwa yang melibatkan kalor sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, pada waktu memasak air dengan menggunakan kompor. Air yang semula dingin lama kelamaan menjadi panas. Mengapa air menjadi panas? Air menjadi panas karena mendapat kalor, kalor yang diberikan pada air mengakibatkan suhu air naik. Dari manakah kalor itu? Kalor berasal dari bahan bakar, dalam hal ini terjadi perubahan energi kimia yang terkandung dalam gas menjadi energi panas atau kalor yang dapat memanaskan air.

Sebelum abad ke-17, orang berpendapat bahwa kalor merupakan zat yang mengalir dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda tersebut bersentuhan atau bercampur. Jika kalor merupakan suatu zat tentunya akan memiliki massa dan ternyata benda yang dipanaskan massanya tidak bertambah. Kalor bukan zat tetapi kalor adalah suatu bentuk energi dan merupakan suatu besaran yang dilambangkan Q dengan satuan joule (J), sedang satuan lainnya adalah kalori (kal). Hubungan satuan joule dan kalori adalah:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori

Kalor dapat Mengubah Suhu Benda
Apa yang terjadi apabila dua zat cair yang berbeda suhunya dicampur menjadi satu? Bagaimana hubungan antara kalor terhadap perubahan suhu suatu zat? Adakah hubungan antara kalor yang diterima dan kalor yang dilepaskan oleh suatu zat? Semua benda dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor. Demikian juga sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisi dengan lingkungan di sekitarnya. Suhu zat akan berubah ketika zat tersebut melepas atau menerima kalor. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang yang diperlukan oleh suatu zat bermassa 1 kg untuk menaikkan suhu 1 °C. Sebagai contoh, kalor jenis air 4.200 J/kg °C, artinya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1 °C adalah 4.200 J. Kalor jenis suatu zat dapat diukur dengan alat kalorimeter.

Tabel beberapa kalor jenis zat

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda bergantung pada:

• massa benda (m)
• jenis benda / kalor jenis benda (c)
• perubahan suhu (Δt )

Oleh karena itu, hubungan banyaknya kalor, massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan suhu zat dapat dinyatakan dalam persamaan.

Keterangan:
Q = Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
m = Massa zat (kg)
c = Kalor jenis zat (joule/kg °C)
Δt = Perubahan suhu (°C)

Kalor dapat Mengubah Wujud Zat
Suatu zat apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus-menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat. Perubahan wujud suatu zat akibat pengaruh kalor dapat digambarkan dalam skema berikut.

Keterangan:
1 = mencair/melebur
2 = membeku
3 = menguap
4 = mengembun
5 = menyublim
6 = mengkristal

Menguap (terjadi perubahan suhu)
Apakah pada waktu zat menguap memerlukan kalor? Dari manakah kalor itu diperoleh? pada waktu air dipanaskan akan tampak uap keluar dari permukaan air. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pada waktu menguap zat memerlukan kalor. Jika air dipanaskan terus-menerus, lama-kelamaan air tersebut akan habis. Habisnya air akibat berubah wujud menjadi uap atau gas. Peristiwa ini disebut menguap, yaitu perubahan wujud dari cair ke gas, karena molekul-molekul zat cair bergerak meninggalkan permukaan zat cairnya. Pada peristiwa menguap terjadi perubahan suhu, oleh karena itu berlaku:

Sama halnya pada peristiwa membeku, melebur, dan mengembun.

Mendidih (tidak mengalami perubahan suhu, namun terjadi perubahan wujud)
Mendidih adalah peristiwa penguapan zat cair yang terjadi di seluruh bagian zat cair tersebut. Peristiwa ini dapat dilihat dengan munculnya gelembung-gelembung yang berisi uap air dan bergerak dari bawah ke atas dalam zat cair. Zat cair yang mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap seluruhnya pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Karena tidak terjadi perubahan suhu, maka besarnya kalor uap dapat dirumuskan:

Keterangan:
Q = kalor yang diserap/dilepaskan (joule)
m = massa zat (kg)
U = kalor uap (joule/kg)

Tabel beberapa kalor uap zat

Jika uap didinginkan akan berubah bentuk menjadi zat cair, yang disebut mengembun. Pada waktu mengembun zat melepaskan kalor, banyaknya kalor yang dilepaskan pada waktu mengembun sama dengan banyaknya kalor yang diperlukan waktu menguap dan suhu di mana zat mulai mengembun sama dengan suhu di mana zat mulai menguap.



Latihan Yuk!!

1. Apakah yang dimaksud dengan kalor?
2. Sebutkan tiga faktor yang mempengaruhi kalor dapat mengubah suhu zat!
3. Air dengan massa 1,50 kg pada suhu 30 °C dipanaskan sampai dengan suhu 100 °C. Berapakah kalor yang diperlukan jika kalor jenis air 4.200 J/kg°C?
4. Sebutkan dua faktor yang mempengaruhi perubahan wujud zat!
5. Apakah yang dimaksud dengan menguap, mengembun, melebur, dan membeku
6. Berapa kalor yang diperlukan untuk melebur 1,50 kg es 0 °C menjadi 1,50 kg air 0 °C, jika kalor lebur es 336.000 J/kg?
7. Berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah 2,0 kg es suhu -5 °C menjadi uap air seluruhnya pada suhu 100 °C, jika kalor jenis es 2.100 J/kg°C, kalor jenis air 4.200 J/kg °C, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor uap 2.260.000 J/kg?
8. Sebutkan empat cara untuk mempercepat proses penguapan! Berilah masing-masing satu contoh!

Membuat Api dari Air

Api akan padam jika disiram dengan air, tetapi, ternyata api dapat dibuat dari air. Tidak percaya? Lakukan kegiatan berikut:
a) Alat dan bahan yang diperlukan:

• Tempurung kelapa atau mangkuk
• Kertas dan plastik
• Air
• Almari es
• Rumput kering atau benda yang mudah terbakar

b) Cara percobaan:

1. Buatlah lensa cembung dari bahan es dengan cara :

• Tempurung/mangkok dialasi dengan kertas dan plastik (agar es mudah dipisahkan dari tempurung atau mangkok)
• Isi tempurung/mangkok dengan air
• Masukkan ke almari es dan tunggu sampai membeku.
• Pisahkan es dari tempurung.

Catatan: Jika di rumahmu tidak ada almari es, buatlah lensa cembung tersebut dengan cara memahat esbalok.
2. Pada siang hari (sekitar pukul 11.00 – 13.00) letakkan rumput kering di
tanah lapang dan peganglah lensa cembung buatanmu tadi serta arahkan
ke cahaya matahari sedemikian rupa sehingga cahaya terpusat pada
rumput kering (seperti pada gambar).

3. Mampukah cahaya dari es tadi membakar rumput?
4.Disebut apakah titik tempat terkumpulnya cahaya bias tadi?

Ada Pelangi di Rumahmu!

Secara alami, pelangi dapat terjadi jika kita membelakangi matahari dan di depan kita terjadi hujan. Pelangi terjadi  sebagai akibat adanya pembiasan cahaya matahari oleh titik-titik air hujan. Untuk “membuat” pelangi, fungsi titik-titik air hujan dapat diganti dengan menggunakan sebuah prisma atau cermin datar yang diletakkan di bawah permukaan air. Namun kedua alat tadi jarang ada di setiap rumah.
Pelangi juga dapat “dibuat” dengan alat yang pasti ada di setiap rumah, yaitu gelas kaca. Nah, berikut adalah percobaan “membuat” pelangi di rumah.
a) Alat dan bahan:

1. Gelas berisi penuh air.
2. Ember kecil dengan tinggi ± 20 cm.
3. Kertas HVS

b) Langkah-langkah

1. Pada pagi atau sore hari  taruhlah kertas HVS di tempat yang terkena cahaya matahari (di dalam rumah dimana cahaya matahari masuk dari jendela atau pintu)
2. Letakkan ember dan gelas berisi air di samping kertas sedemikian rupa sehingga cahaya matahari mengenai permukaan gelas dan cahaya bias mengenai kertas. (lihat gambar di bawah )
3. Perhatikan warna cahaya yang terjadi di dekat ember.
4. Ulangi percobaan tersebut pada malam hari dengan menggunakan lampu senter.

Pembiasan dan dispersi cahaya oleh gelas berisi air

Spektrum cahaya yang dihasilkan dari dispersi cahaya

oleh gelas berisi air

c) Pemandu ke konsep:

1. Perhatikanlah cahaya matahari yang mengenai lembar kertas HVS, apakah pada kertas terbentuk spektrum cahaya?
2. Kalau ya, apa saja warna-warna spektrum tersebut?
3. Apa yang menyebabkan terjadinya spektrum cahaya tersebut?
4. Apakah hanya cahaya matahari yang menghasilkan spektrum?

Animasi dan Simulasi Listrik Statis dengan Flash

Untuk memudahkan siswa menguasai konsep-konsep listrik statis yang proses fisika tidak bisa diamati secara langsung, saya mencoba membuat animasi dan simulasinya. Berikut adalah hasil coba-coba saya…. Anda dapat mendownloadnya secara cuma-cuma.

1. Elektroskup (new)
2. Model atom
3. Lambang atom
4. Interaksi muatan listrik
5. Memberi Muatan dengan menggosok
6. Pengertian induksi listrik
7. Memberi muatan dengan Induksi – 1
8. Memberi muatan dengan induksi – 2
9. Memberi muatan dengan induksi – 3
10. Memberi muatan dengan induksi – 4
11. Petir

Suhu dan Pengukurannya

Untuk belajar online-nya silahkan klik di sini
Untuk versi pdf-nya silahkan klik di sini
Selamat Belajar!

Listrik Dinamis format Flash

Untuk belajar tentang Listrik Dinamis, kali ini kami coba menyajikan dalam format Flash.
Untuk mempelajarinya silahkan download di sini.
Format download dalam file zip. Silahkan di ekstrak dalam satu folder kemudian jalankan file listrikdinamis.swf sebagai file induknya. Jika file-file tidak dalam satu folder maka ada beberapa materi yang tidak bisa dibuka.
Nah, selamat belajar!

Wujud Zat

1. Pengertian Zat (Ing: matter)
Zat atau materi adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Menempati ruang berarti benda dapat ditempatkan dalam suatu ruang atau wadah tertentu sedangkan massa benda dapat diukur baik dengan perkiraan atau dengan alat tertentu seperti neraca. Dua zat tidak dapat menempati ruang yang sama dalam waktu bersamaan. Setiap zat / materi terdiri dari partikel-partikel / molekul-molekul yang menyusun zat tersebut.

Ilustrasi molekul-molekul penyusun zat hijau daun

2. Massa Jenis Zat (kerapatan zat; Ing: density)

Zat-zat yang sejenis pasti mempunyai massa jenis yang sama. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa massa jenis merupakan salah satu ciri khas suatu zat.
Dalam huruf Yunani massa jenis dinyatakan dalam huruf ρ (baca: rho) dan didefinisikan sebagai massa zat dibagi dengan volumenya.

Satuan dari massa jenis adalah kg/m³
Contoh massa jenis berbagai zat.

3. Wujud Zat
Berdasarkan wujudnya zat dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu padat, cair, dan gas. Masing-masing wujud zat mempunyai ciri-ciri khusus baik dilihat dari bentuk fisiknya maupun partikel-partikel penyusunnya sebagai berikut:
A. Zat Gas

(jika tidak terlihat animasinya silahkan klik 2 x )

1. Letak molekulnya sangat berjauhan
2. Jarak antar molekul sangat jauh bila dibandingkan dengan molekul itu sendiri.
3. Molekul penyusunnya bergerak sangat bebas
4. Gaya tarik menarik antar molekul hampir tidak ada
5. Baik volume maupun bentuknya mudah berubah
6. Dapat mengisi seluruh ruangan yang ada.

Contoh : Udara
B. Zat Cair
Contoh : air, minyak, oli

1. Letak molekulnya relatif berdekatan bila dibandingkan dengan gas tetapi lebih jauh daripada zat padat.
2. Gerakan molekulnya cukup bebas
3. Molekul dapat berpindah tempat, tetapi tidak mudah meninggalkan kelompoknya karena masih terdapat gaya tarik menarik.
4. Bentuknya mudah berubah (menyesuaikan wadah/tempatnya) tetapi volumenya tetap.

(jika tidak terlihat animasinya silahkan klik 2 x )

C. Zat Padat

1. Letak molekulnya sangat berdekatan dan teratur.
2. Gaya tarik-menarik antar molekul sangat kuat sehingga gerakan molekulnya tidak bebas.
3. Gerakan molekulnya terbatas, yaitu hanya bergetar dan berputar di tempat saja.
4. Molekul-molekulnya sulit dipisahkan sehingga membuat bentuknya selalu tetap atau tidak berubah.
5. Contoh: kayu, batu, besi

(jika tidak terlihat animasinya silahkan klik 2 x )

4. ADHESI DAN KOHESI

Disamping terjadi interaksi antar molekul penyusun suatu zat, maka molekul penyusun suatu zat juga dapat bereaksi dengan molekul penyusun zat yang lainnya.
Adhesi
Adhesi adalah gaya tarik menarik antara molekul-molekul zat yang tidak sejenis.
Contoh:

• Tinta dapat menempel di kertas
• Kapur / tinta dapat menempel di papan tulis
• Semen dapat melekatkan batu dengan pasir
• Cat dapat menempel pada tembok

Kohesi
Kohesi adalah adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang sejenis.
Contoh:

• gaya tarik menarik antara molekul kayu membentuk kayu
• gaya tarik menarik antara molekuk kapur membentuk kapur batang
• gaya tarik menarik antara molekul-molekul gula membentuk butiran gula pasir

Pengaruh gaya adhesi dan kohesi terhadap zat cair menyebabkan terjadinya peristiwa –peristiwa:
A. Meniskus cembung dan meniskus cekung
Jika adhesi lebih besar dari pada kohesi maka permukaan (meniskus) zat cair dalam pipa kapiler cekung, misalnya pada pipa yang diisi dengan air ( pipa kiri ). sebaliknya jika gaya kohesi lebih besar maka permukaan zat cair dalam pipa kapiler akan cembung, misalnya pipa yang diisi dengan air raksa ( pipa kanan).

Dalam kehidupan sehari-hari juga dapat dijumpai peristiwa adhesi dan kohesi, misalnya ketika ada air yang jatuh di atas permukaan daun tertentu akan membentuk bola air. Hal tersebut dikarenakan gaya kohesi lebih besar dari adhesi.

B. Kapilaritas

Kapilaritas adalah meresapnya zat cair melalui celah-celah sempit atau pipa rambut yang disering disebut sebagai pipa kapiler. Gejala ini disebabkan karena adanya gaya adhesi atau kohesi antara zat cair dan dinding celah tersebut. Zat cair yang dapat membasahi dinding kaca pipa kapiler memiliki gaya adhesi antara pipa kapiler dengan dinding pipa kapiler lebih besar. Sedangkan zat cair yang tidak membasahi dinding kaca pipa kapiler memilki gaya kohesi yang lebih besar. Hal ini akan mempengaruhi tinggi rendahnya permukaan zat cair pada pipa kapiler.

Contoh kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari:

• Naiknya minyak tanah melalui sumbu kompor
• Naiknya minyak tanah melalui sumbu pada lampu tempel
• Baiknya air tanah sampai ke daun melalui pembuluh tapis
• Menetesnya air pada kain dalam ember yang semampai

C. Tidak berlakunya hukum bejana berhubungan.
Jika pada bejana berhubungan terdapat pipa kapiler atau terdapat perbedaan yang signifikan dari diameter pipa-pipanya maka permukaan zat cair dalam pipa kecil akan lebih tinggi dibandingkan permukaanya pada pipa yang besar sehingga hukum bejana berhubungan tidak berlaku.